光催化剂在清洁能源和环保领域中具有重要地位，尤其在光解水和催化反应中发挥关键作用。我们团队专注于开发高效、稳定的光催化剂，以提高光催化技术的性能并推动其广泛应用。在我们的研究中，钒酸铋是重点材料之一。尽管钒酸铋具备良好的光响应能力，但其光电转换效率仍有改进空间。为此，我们通过在钒酸铋中掺入钼元素并引入金纳米球修饰，大幅增强了材料的光吸收效率。该结构利用了等离子体诱导的能量转移机制，不仅提升了光子的吸收，还有效增强了电荷的分离与传输效率，显著提升了光催化活性，展示出光电催化反应中的巨大潜力。此外，我们探索了钙锡氧化物在双氧水生产中的应用。通过两电子水氧化反应，该催化剂在生成双氧水方面表现出高选择性和稳定性，并能降低反应的过电位，适合长时间稳定运行。该材料适用于小规模、现场生产，为分布式双氧水生产提供了新的可能性。针对酸性条件下的水氧化反应，我们设计了铱掺杂氧化钨催化剂。这种催化剂在显著减少贵金属用量的同时，依然保持了优异的催化活性和耐久性。铱掺杂优化了氧化物中间体的结合能，显著提高了催化效率，且在酸性条件下展现了长期稳定性，为氢气生产中的电解水技术提供了低成本且高效的解决方案。未来，我们将继续探索和优化新型催化剂，进一步提升光电转换效率和材料的稳定性，以推动光催化技术在清洁能源和环保领域的广泛应用。

Selected paper:

Kim, Jung Kyu^#, Shi, Xinjia

n^#, et al. "Enhancing Mo: BiVO4 solar water splitting with patterned Au nanospheres by plasmon‐induced energy transfer." Advanced Energy Materials 8.5 (2018): 1701765.

Park, So Yeon^#, Hadi Abroshan^#, Xinjian Shi^#, et al. "CaSnO3: an electrocatalyst for two-electron water oxidation reaction to form H2O2." ACS Energy Letters 4.1 (2018): 352-357.

Shi, Xinjian, et al. "Efficient and stable acidic water oxidation enabled by low-concentration, high-valence iridium sites." ACS Energy Letters 7.7 (2022): 2228-2235.

配图：